Curso Diseño de Productos y Procesos Poliméricos

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Curso Diseño de Productos y Procesos Poliméricos

Departamento Ingeniería Química
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Diseño Productos y Procesos Poliméricos

Este es un curso dirigido a profesionales de ciencias e ingeniería relacionados con industrias en las que los materiales poliméricos jueguen un papel importante. En él se pretende darles a los estudiantes los conocimientos fundamentales de ciencia y tecnología de polímeros y las habilidades para el diseño de productos y procesos poliméricos utilizando una aproximación multi-escala.

Estos conocimientos y habilidades son aplicables a solución de problemas y aprovechamiento de oportunidades que se presentan típicamente en la actualidad no solo en industrias tradicionales de la cadena del plástico (síntesis de resinas, productoras de masterbach y transformadores) e industrias relacionadas (como las de caucho y recubrimientos), sino también a otras tan diversas como construcción, alimentos, productos de cuidado personal, entre otras.

Igualmente, en el curso se discuten los retos, perspectivas y oportunidades que se avizoran para las industrias de materiales poliméricas en los próximos años, teniendo en cuenta los entornos económico, social y ambiental al que se enfrentan en la actualidad.

 

Este curso tiene una equivalencia de 4 créditos académicos, homologables en el Departamento de Ingeniería Química por alguno de los siguientes cursos:

  • Curso de profundización en cualquiera de las áreas (productos o procesos) de la Maestría de Diseño de Productos y Procesos.
  • Curso electivo del programa de la Maestría de Diseño de Productos y Procesos o de la Maestría en investigación.

 

Se debe tener en cuenta la siguiente información:

- La participación en el curso no garantiza el ingreso a programas regulares de la Universidad.

- Después de realizado el curso, los estudiantes tendrán un máximo de dos años para presentarse, ser admitidos a la Universidad y solicitar la homologación de la materia.

- Para homologar el curso, el estudiante debe aprobar el curso según los criterios académicos de la universidad, cumplir reglamento de homologación y cancelar los derechos de homologación del curso, los cuales equivalen al 40% del valor de la materia en el momento de solicitar la homologación.

- Si es un estudiante suspendido no podrá tomar cursos para ser luego homologados.

Dirigido a

Profesionales de ciencias e ingeniería relacionados con industrias en las que los materiales poliméricos jueguen un papel importante. Los conocimientos y habilidades desarrollados en el curso son aplicables a solución de problemas y aprovechamiento de oportunidades que se presentan típicamente no solo en industrias tradicionales de la cadena del plástico (síntesis de resinas, productoras de masterbach y transformadores) e industrias relacionadas (como las de caucho y recubrimientos), sino también a otras tan diversas como construcción, alimentos, productos de cuidado personal, entre otras.

Profesionales de ciencias e ingeniería relacionados con industrias en las que los materiales poliméricos jueguen un papel importante

Objetivos

Al finalizar el curso el estudiante debe estar en capacidad de:

  • Describir cómo las estructuras a nivel molecular y microscópico determinan las propiedades macroscópicas de materiales poliméricos, así como la relación de estructura y propiedades con las condiciones de proceso
  • Aplicar los fundamentos de la ciencia y tecnología de polímeros, y los últimos avances tecnológicos en esta área, al diseño de materiales poliméricos con propiedades específicas en diferentes tipos de industrias.
  • Analizar los retos que enfrentan las industrias relacionadas con materiales poliméricos en la actualidad con el objetivo de convertirlas en potenciales oportunidades

Metodología

El curso se desarrolla en seis sesiones presenciales de cinco horas en las cuales el profesor presenta los temas principales del curso. Al término de las sesiones, se asignan trabajos dirigidos sobre los temas estudiados que los estudiantes deben realizar en su casa a través de la plataforma Sicuaplus de Blackboard. La evaluación del curso se hace con base en los trabajos asignados, un examen final y un proyecto realizado por los estudiantes.

La calificación del curso se llevará a cabo de siguiente manera:

  • Trabajo dirigido 1: 15%
  • Trabajo dirigido 2: 15%
  • Trabajo dirigido 3: 15%
  • Examen Final: 25%
  • Proyecto: 30%

Contenido

Sesión 1:

Aproximaciones y marcos conceptuales del diseño de productos y procesos: Desarrollo del concepto de operaciones unitarias, diseño de procesos químicos vs. diseño de productos químicos especializados. Metodología basada en las etapas de identificación de necesidades del cliente, desarrollo/selección de ideas y proceso de manufactura Panorama actual, desafíos y perspectivas de la industria de polímeros: aplicaciones actuales de los polímeros, mercado mundial de polímeros. Polímeros y medio ambiente, polímeros biodegradables y oxo-degradables, reciclaje. Sostenibilidad, economía circular. (Cinco horas presenciales)

Sesión 2:

Microestructura (nivel molecular): Copolímeros, isomerismo, tacticidad, polímeros lineales y ramificados; grado de polimerización, peso molecular y distribuciones de peso molecular. Relaciones entre procesos de polimerización y su estructura molecular. Estudio de casos de desarrollos de productos y procesos basados en materiales poliméricos. (Cinco horas presenciales)

Al terminar de la sesión 2 se asignarán trabajos dirigidos sobre temas relacionados con las sesiones 1 y 2 que los estudiantes deben realizar a través de la plataforma Sicuaplus (Seis horas de trabajo dirigido)

Sesión 3:

Estructura y morfología (nivel microscópico): conformaciones de cadena, arreglos de cadena y morfología, cristalinidad y estado amorfo (aspectos termodinámicos y cinéticos), transiciones térmicas en polímeros. Entrecruzamiento, redes, polímeros termofijos vs. polímeros termoestables, geles. Relaciones entre procesos de transformación de polímeros y su microestructura. Estudio de casos de desarrollos de productos basados en materiales poliméricos (Cinco horas presenciales)

Sesión 4:

Propiedades macroscópicas: propiedades mecánicas y reológicas, propiedades de transporte, adhesividad, solubilidad, transparencia, flamabilidad, resistencia química, resistencia a solventes, conductividad térmica, conductividad eléctrica, resistencia al ambiente (weathering), diferentes tipos de degradación, propiedades de barrera, procesabilidad. Estimación de propiedades de productos poliméricos. Relaciones entre procesos de transformación de polímeros y sus propiedades macroscópicas. Estudio de casos de desarrollos de productos y procesos basados en materiales poliméricos. (Cinco horas presenciales)

Al terminar de la sesión 4 se asignarán trabajos dirigidos sobre temas relacionados con las sesiones 3 y 4 que los estudiantes deben realizar a través de la plataforma Sicuaplus (Seis horas de trabajo dirigido)

Sesión 5:

Principales técnicas de caracterización de materiales poliméricos y sus aplicaciones: Técnicas de caracterización como mecanismo de determinación de relaciones propiedades-estructura-proceso. Análisis térmico (DSC, TGA, DMA), FTIR, Raman, NMR, XRD, microscopía electrónica. Estudio de casos de desarrollos de productos y procesos basados en materiales poliméricos. (Cinco horas presenciales)

Sesión 6:

Avances tecnológicos en materiales poliméricos: Materiales funcionales, nanocompuestos poliméricos, empaques activos e inteligentes, materiales superhidrofóbicos, aplicaciones de biomateriales en ingenierías biomédica y civil, materiales poliméricos en alimentos funcionales y productos de cuidado personal. (Cinco horas presenciales)

Al terminar de la sesión 6 se asignarán trabajos dirigidos sobre temas relacionados con las sesiones 5 y 6 que los estudiantes deben realizar a través de la plataforma Sicuaplus (Seis horas de trabajo dirigido)

Profesores

Felipe Salcedo Galán

Profesor Asistente del Departamento de Ingeniería Química. Es Ingeniero Químico de la Universidad Nacional de Colombia, tiene una maestría en Ingeniería Mecánica de la Universidad de los Andes y un Ph.D. en Ciencia e Ingeniería de Materiales de The Pennsylvania State University, USA. Cuenta con una experiencia de ocho años en docencia universitaria en diferentes cursos de pregrado y posgrado en ciencia/ingeniería de polímeros, termodinámica y fenómenos de transporte, entre otros. Igualmente, lleva más de diez años formulando y ejecutando proyectos de investigación y consultoría con la industria, con empresas como Mondelez International (antiguo Kraft Foods), Dow Química, Minipak y Biofilm S.A.

Su investigación se encuentra enfocada en relaciones estructura-propiedades de polímeros convencionales, biopolímeros y nanocompuestos de matriz polimérica. Es autor de una decena de artículos de investigación publicados en revistas internacionales indexadas de alto impacto como Carbohydrate Polymers, ACS Applied Nano Materials, y Journal of Food Engineering, entre otras. Su trabajo investigativo también ha sido presentado en más de veinte congresos académicos internacionales celebrados en Estados Unidos, Italia, España, México, Argentina y Brasil.